《浅谈数字化技术的学生个性化学习实践研究》

数字化给教育领域带来巨大变革，通过数字化资源使教学方法从传统单一转向高质量和个性化。教师从学科实际出发，充分考虑传统教育方法与教学策略的创新，将数字化技术融入教学实践，优化教学资源配置，落实因材施教。

一、意义

（一）激发学习热情

一般课堂教学缺乏学习氛围的建构，忽略师生或生生间的交流，未能深度挖掘知识，降低学习热情。将数字化技术融入教学中，能有效帮助学生对学习内容进行全面梳理，让学习内容变得更加直观和立体，增强学生的学习动力。

（二）培养逻辑思维

借助数字化技术，能帮助学生充分理解空间几何知识之间的逻辑关系，利用转化思想，把新知识转化为旧知识。例如，网络画板、BBC 等软件能激发学生的空间想象力与推理能力，对知识内容形成具象认知，有助于重构学生的数学思维，形成逻辑思维闭环。

（三）强化知识认知

数字化技术能优化教学资源配置，强化知识的有效性，确保课堂的整体教学效果。如教师借助 3D 工具，能让学生从直观立体的角度认识各种立体几何图形，促进知识认知之间联系。

二、课堂教学

空间观念，主要是指对空间物体或图形的大小、形状及位置关系的认识，而推理意识主要是指对逻辑推理过程及其意义的初步感悟。要求学生能够通过简单的对比或归纳，从一般性的事实和命题，根据规律或内在联系推出其他命题或结论，如用割补法和拼组法，将圆柱转化为长方体，从长方体的体积推导出圆柱的体积公式，培养学生的推理能力。

（一）激发兴趣：生活化场景引入

教师展示运动水壶、马克杯、保温杯、普通玻璃杯等圆柱形水杯实物，问：同学们，天气越来越热了，大家都要带水杯喝水。老师看中了这两款杯子（一个又高又瘦和一个又矮又胖的杯子），高的看起来能装更多水，但胖的肚子大可能更实用。你们认为哪个杯子装的水更多？靠‘看’能准确判断吗？”

学生争论哪个“看起来”更大，引导他们意识到“目测”不可靠，需要科学的方法来比较“容量”（即体积）更准确，激起学生探索的欲望，激励学生主动寻找解决方法。

（二）依托数智：数字化测量和初步感知

教师利用 AR 对“又高又瘦”的水杯进行扫描，自动识别并标注水杯的关键尺寸，如底面半径、高度；重复步骤测量“又矮又胖”的水杯。通过“魔法眼镜”不仅能精确测量出水杯的底面半径和高，让它们的身材数据变得具象化和数字化。

（三）聚焦核心：思维冲突与疑问

展示AR 测量的数据，高杯子 _{r1=3cm，h1=18cm} ，矮杯子 r₂=6cm ， h₂=8cm 。问：“仅凭这两组数据，能知道哪个杯子装的水更多吗？还需要计算什么？”生：“需要计算两个杯子的体积或容积。”但学生只学过长方体和正方体的体积计算，用现有的知识无法计算圆柱的体积，引导学生大胆猜想：能否把圆柱转化为熟悉的图形来研究？因学具制作存在一定难度，圆柱 n 等份的数量不同，对结果存在误差，而数字化工具的运用可以解决这个难题。

（四）探索原理：3D 动画演示

教师借助3D 软件，将圆柱沿高平均分成16 等份、32 等份、64 等份……

随着分割份数的增加，拼接的图形越来越接近一个长方体。3D 动画演示，可以打破传统教学的局限，弥补学生空间想象力不足，让学生的思维变得可视化，引导学生的数学思维从特殊转化为一般，经历归纳推理的过程，逐步形成推理意识。引导学生观察圆柱与长方体之间存在哪些联系？借助 3D 动画可以从不同角度观察和对比，发现圆柱的高和长方体的高相等，圆柱的底面积和长方体的底面积相等。因为长方体的体积 Σ=Σ 底面积 × 高，那么圆柱的体积 Σ=Σ 底面积 × 高，即 V=Ω πr2h。将难懂的知识变为熟悉的知识，促进学生空间想象力的发展。

（五）验证猜想：公式应用与问题解决回归AR 数据，把两个水杯的底面半径和高代入公式进行计算。高瘦杯： V₁=π×3²×18

矮胖杯： V₂=π×6²×8 =36π×8 =288π （cm3）

162π<288π 答：矮胖杯子的体积比高瘦杯子的体积大（六）运用公式：情境延伸与挑战

发布课后实践任务，利用 AR 获取圆柱形物品尺寸，尝试用公式估算它们的体积，追问：“如果老师想买一个刚好能装 500mL 的水杯，根据圆柱的体积公式 V= π r²h ，我需要关注哪些参数？可以怎样组合？”这样的问题可以让学生更加深入利用数字化软件，思考圆柱体积公式中变量间的关系，建立数学模型。

三、价值体现

（一）增强现实感：将抽象的数学概念与现实物体无缝连接，提供精确、直观的测量数据。

（二）动态可视化：将圆柱体转化为长方体的极限过程生动、清晰地呈现出来，突破传统教具在精度和动态性上的局限，充分发挥数字化的优势，使立体几何的知识可视化，发展学生的空间观念和推理意识等核心素养真正落实课堂教学。

（三）即时计算与验证：快速应用公式计算结果，即时反馈，验证学生的猜想（哪个杯子大），强化学习效果。

（四）提升参与度：交互式的AR 扫描、动态的3D 演示，有效抓住学生注意力，激发探索欲望，发展推理意识，让学生体验成功。

（五）突破空间想象限制：复杂的空间转换过程（切割、拼接）通过动画直观展示，降低了学生理解的认知负荷。

四、需突破和重视的关键问题

（一）技术准备：课前务必测试 AR 应用、3D 软件等，准备备用方案（如预设好的动画视频、实物模型）。

（二）强调本质：数字化技术是工具，最终要引导学生聚焦到圆柱体积公式V=πr2h 的理解和应用上。

（三）互动讨论：在每个数字化展示环节前后，设计有效提问，鼓励学生观察、思考和表达。

（四）连接生活：情境的选择（水杯）和后续的延伸（扫描身边物品）都强调数学与生活的紧密联系。

五、结语

教师以“聚焦核心素养的教学目标”为整节课的灵魂，结合数字化技术，对课堂注入新力量，将“看不见”变为“看得见”，实现几何知识的可视化，突破重难点知识的讲解。

参考文献：

[1] 李萌，张威，朱亚辉 . 价值理性的关怀：数字化时代高中德育的变革及应对策略 [J]. 教育观察，2023，12（35）：23-26.

[2] 严卿，魏亚楠．《新数学》中的数字化资源分析：兼及对教材编写与使用的启示 [J]. 教育研究与评论，2022（4）：40-44.